针对土遗址微环境监测应用需求和特点，分析了无线传感器网络(WSN)路由协议的设计要求，提出了基于预部署的分区域分簇路由协议PDHP(pre-deployment energy—efficient hierarchy routing protocol)：将监测区域划分成若干小区域，在小区域中节点自组成簇，由基站节点定期发送数据收集包，建立簇首到基站的多跳反向梯度，以此簇首将收集到的数据发往基站。PDHP以分簇路由均衡网络能量消耗，以区域划分减小成簇复杂度，以应用场景特点简化协议设计。对PDHP协议的性能进行了理论分析和仿真实验，结果表明该路由协议是有效和基本实用的。设计并实现了一个嵌入PDHP协议的WSN土遗址监测系统，并已应用于西安含光门博物馆的唐城墙遗址监测中，一年多来，连续、高效收集了大量的土遗址微环境数据，为土遗址受损分析和保护策略的制定奠定了基础。